技術(shù)及應(yīng)用：光伏和光熱發(fā)電的對(duì)比分析
發(fā)布者：本網(wǎng)記者Jason | 來(lái)源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評(píng)論 | 13034查看 | 2012-11-06 16:27:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：在經(jīng)濟(jì)層面上，我們此前已經(jīng)對(duì)光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的LCOE、未來(lái)成本趨勢(shì)等進(jìn)行過(guò)相關(guān)分析和對(duì)比。從技術(shù)和應(yīng)用層面來(lái)講，光熱發(fā)電和光伏發(fā)電這兩種不同的太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)也有著諸多不同之處，主要表現(xiàn)在項(xiàng)目土地利用率、應(yīng)用領(lǐng)域、關(guān)聯(lián)組件、環(huán)境影響、相對(duì)溫室氣體減排量等多個(gè)方面。本網(wǎng)將對(duì)上述幾個(gè)層面作簡(jiǎn)要分析。
土地利用
太陽(yáng)能輻射到地球上的低能量密度使得單位土地面積的太陽(yáng)能利用率成為衡量光熱發(fā)電和光伏發(fā)電的重要參數(shù)。特別是在部分國(guó)家和地區(qū)，土地價(jià)格的攀升對(duì)電站建設(shè)成本的影響也越來(lái)越大。因此，土地利用率成為衡量一個(gè)太陽(yáng)能電站投資可行性的重要指標(biāo)。
在一些已發(fā)表的研究報(bào)告中，有數(shù)據(jù)指出：大規(guī)模光伏電站的單位土地電力輸出可達(dá)33MW/k㎡到40MW/k㎡，而太陽(yáng)能光熱電站則可以達(dá)40MW/k㎡到50MW/k㎡，其他一些數(shù)據(jù)則指出光伏電站為25MW/k㎡到50 MW/k㎡，光熱電站為30MW/k㎡到50MW/k㎡。上述研究提供了一個(gè)參考數(shù)據(jù)，但在實(shí)際電站中，這些數(shù)據(jù)將受到電站建設(shè)的地理位置、電站設(shè)計(jì)方案等多方面因素的影響。
為規(guī)避電站所在地不同造成的影響，有人作了如下測(cè)算：根據(jù)對(duì)美國(guó)加州12個(gè)5MW到500MW的光熱電站項(xiàng)目（除一個(gè)為菲涅爾電站外其余均為槽式或塔式）的評(píng)估計(jì)算，其平均的單位土地電力輸出為39.47MW/k㎡，對(duì)5個(gè)同樣位于加州的光伏電站進(jìn)行測(cè)算其平均的單位土地電力輸出為32.53MW/k㎡。這表明光熱發(fā)電的單位土地利用率更高。
考慮土建投資和土地利用率的另外一個(gè)方面是項(xiàng)目對(duì)土地形狀、傾斜度和預(yù)備場(chǎng)地的要求，光伏電站對(duì)項(xiàng)目用地的幾何形狀沒(méi)有過(guò)多要求，但光熱電站對(duì)項(xiàng)目用地的要求則較為嚴(yán)格，比如，光熱電站對(duì)土地斜率和平整度的要求就較高，這是因?yàn)椴徽撌遣凼胶头颇鶢柕姆垂忡R還是塔式的定日鏡、都對(duì)聚焦精度要求較高，土地如果不夠平整則對(duì)聚焦精度影響較大，而光伏電站對(duì)此的要求則低很多。另外，光熱電站對(duì)項(xiàng)目建設(shè)期間的預(yù)備場(chǎng)地（用來(lái)運(yùn)輸相關(guān)設(shè)備、組件及辦公用場(chǎng)地）的要求也較高，而光伏則要求較低。
應(yīng)用領(lǐng)域
光伏發(fā)電和光熱發(fā)電的基本原理完全不同，這使其對(duì)太陽(yáng)能輻照的要求也不同，光熱發(fā)電對(duì)太陽(yáng)輻照的要求更高，一般采用DNI（直接輻照強(qiáng)度）來(lái)衡量某地區(qū)是否適宜建設(shè)光熱電站，而光伏發(fā)電一般則采用GHI（地表總輻射值）來(lái)衡量即可，同樣一個(gè)地方，DNI的總量一般為GHI總量的65%~85%。這是因?yàn)楣夥l(fā)電對(duì)光照的要求低，即便是散射光也可用來(lái)發(fā)電，而光熱發(fā)電對(duì)工作溫度要求較高，只有直射光照才可以滿(mǎn)足運(yùn)行需求。
但在能量的存儲(chǔ)方面，光熱發(fā)電優(yōu)勢(shì)明顯，這是因?yàn)闊崃康拇鎯?chǔ)技術(shù)比電能的存儲(chǔ)技術(shù)成熟且廉價(jià)的多。這使得當(dāng)前光伏電站依然無(wú)法滿(mǎn)足全天候發(fā)電的愿望，而光熱發(fā)電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
另外，在電網(wǎng)接入方面，光伏發(fā)電的不穩(wěn)定性對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行造成了較大的挑戰(zhàn)，而光熱發(fā)電則可以像常規(guī)火電一樣并入電網(wǎng)而不會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生任何有害影響。這使得光熱發(fā)電有希望成為基礎(chǔ)負(fù)荷的綠色電力來(lái)源。
同時(shí)，在電力調(diào)度方面，光熱發(fā)電的這一特性也可使其像抽水蓄能電站一樣充當(dāng)電網(wǎng)的調(diào)度電力來(lái)源，在較好的峰谷電價(jià)機(jī)制下，這將產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)收益，從另一個(gè)方面來(lái)講，也將加快電站的成本回收。
在環(huán)境溫度影響方面，環(huán)境氣溫升高可導(dǎo)致光伏電池的輸出功率下降，而環(huán)境溫度越高，光熱的集熱效率則越高。從這一點(diǎn)來(lái)看，光熱發(fā)電更適合于建于氣溫較高的地區(qū)，光伏發(fā)電則更適合建于氣溫較低的地區(qū)。
從能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程來(lái)看，光伏發(fā)電僅需經(jīng)過(guò)光電一次轉(zhuǎn)換即可，而光熱發(fā)電則需要經(jīng)過(guò)光到熱再到電的二次轉(zhuǎn)換。這雖然增加了系統(tǒng)集成的難度，但熱量發(fā)生作為光熱電站運(yùn)行的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，也擴(kuò)大了光熱發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。比如可以利用其產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽與傳統(tǒng)的燃煤電站、燃?xì)怆娬净蛏镔|(zhì)發(fā)電廠進(jìn)行混合發(fā)電。另外，其產(chǎn)生的熱也可當(dāng)做副產(chǎn)品用來(lái)進(jìn)行海水淡化、工業(yè)用熱、空調(diào)等領(lǐng)域。（未完待續(xù)）
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最新評(píng)論
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hongguo99
實(shí)際客觀的數(shù)據(jù)；<br />
更應(yīng)該把目前國(guó)內(nèi)、外光伏電站和光熱電站的實(shí)際輸出做些對(duì)比；<br />
特別是國(guó)內(nèi)的項(xiàng)目，也能夠真實(shí)反映出品質(zhì)的體現(xiàn)。
2012-11-07 11:43:44
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